隔間系統材料之探討

□吳建憲

一、前言

        近年來國內營建業的生存環境可說面臨前所未有之重大改變，勞動人力萎縮、工資高漲、營建成本提升、建材輕量化與防火性更受重視、環保觀念形成以及節約能源的施工方法，這些因素也促進建築工程生產方式朝向合理化發展；然隨著政府大力推動環保觀念之綠建築導入整體營建，這些改變受影嚮最大的即是建材業者，因而造就國內隔間材料系統的發展十分迅速，傳統厚重建材與需要眾多勞力之施工方法已逐漸式微，取而代之即是輕質化、輕量化、預鑄式、高品質、工期短、低勞動量的革新建材的發展，本文僅就輕隔間部份提出筆者個人見解以及做一概略性敘述與探討。

二、隔間系統具備要件

        然隔間系統的評選，是以各類隔間牆的性能需求為評選考慮條件，透過所有評估因子來檢核各類隔間系統後選擇使用，除了現行法規要求之防火、隔音、重量三個基本要求外，包括單價、施工速度、配管方式、耐衝擊性、厚實感、抗龜裂性與構材耐水性等，都有可能成為主導評選結果的關鍵影響因素。除了工程技術層面之外，一般使用者對於隔間材料的使用仍停留在傳統建材觀念之中，新的材料工法雖然改善了部份傳統工法的缺失但卻未必能完全符合多數人的使用需求；另一方面，整體經濟景氣持續低迷加上多數使用者無法細究細部內容的情形下，單價競爭又似乎成了隔間系統的使用發展主因。
        在了解各類隔間系統之前，首先應先有下列兩點觀念：
         (一) 對於隔間系統整體特性會依隔間細部構成條件而不同，其骨架系統面材與使用彈性極大，然特性表現的結果又需視隔間材料組合內容而定，故其面板材料的性能特性無法完全代表整體隔間牆的特性，以防火時效與隔音性能為例，就必須配合心材與骨架內容整體評估。
         (二) 隔間系統的特性，有些必須仰賴量化數據表示，如防火時效、隔音等級；有些項目則可以藉由隔間系統之構法，作定性之優劣判定，如設備配管方式。而一般構造物特性，主要可分成機能、安全、施工、經濟四大項，其中機能、安全與施工特性較不必細究隔間系統細部構成內容，可依系統整體特性敘述，另經濟特性由於牽涉細部使用材料內容，且國內目前隔間系統的種類繁多，故本文僅就參考於文獻及研究、調查所得資料，分類將各類隔間系統的經濟特性與機能、安全與施工特性敘述如下：
1. 隔間系統的用語定義
        隔間系統( Partition System )的字面意義為分隔空間的系統，一般係指分割建築物內部空間的各種方式，其廣義解釋可由建築物構成的次系統來說明，建築物內部分隔件包括垂直、水平分隔件及樓梯三系統，其包括牆壁、開口部、樓板、柵欄、樓梯等均包含在隔間系統範圍內；而狹義隔間系統，則僅限於構成隔間牆的各種方式及材料。其他相關組件及材料、工法之定義及說明如下：
         (1) 分間牆：分隔建築物內部空間之牆壁。（技術規則之用語定義）
         (2) 隔戶牆：分隔建築物單元之間之垂直構件。
         (3) 隔間牆：分隔建築物單元空間內部之垂直構件。
         (4) 乾牆系統：內牆隔間牆構造係以石膏板、木板等等材料直接釘於骨架上，不需塗佈泥漿者。
         (5) 板片系統：以預鑄方式完成每一板類單元之構件，施工現場直接組裝方式稱之。
         (6) 塊砌系統：以塊體疊砌方式，構件之間黏著劑固定者稱之。
         (7) 噴漿系統：隔間牆中以鋼架網於施工現場組立後，以水泥砂漿噴塗表者稱之。
         (8) 骨架：組立於乾牆系統面板內部，作為支撐材料之構件。
         (9) 面板材：乾牆系統中，以片狀材料直接釘著於骨架上，作為隔間表面之構件。
         (10) 固定繫件：骨架、面板或板類之間固定的五金鐵件。
         (11) 心材：填充於骨架與面板之間的材料（如岩棉、纖維棉等）。
         (12) 耐火材料：磚、石料、人造石、混凝土、柏油及其製品、陶瓷品、玻璃、金屬材料、塑膠製品以及其他具有類似耐火性之材料。（技術規則之用語定義）
         (13) 耐燃材料：耐燃合板、耐燃纖維板、耐燃塑膠板、石膏板、再生纖維水泥板、矽酸鈣板類及其他類似之材料，經中央主管建築機關認定符合耐燃三級合格者。（技術規則之用語定義）
         (14) 防火時效：材料或構造體遭受火災時可燃之時間。（技術規則之用語定義）
2. 隔間系統的應用現況
        (1) 隔間系統的發展
        國內傳統隔間系統主要使用以RC牆、砌磚及木隔間為主，其中又以紅磚為最主要的隔間材料，而石膏板、矽酸鈣板類配合輕鋼架等輕隔間多使用於辦公室及工廠建築。近年來由於建築高層化以及營建環境與條件的改變，傳統隔間系統無法滿足所有的使用要求，除了引進國內較早且在辦公及商業大樓使用普遍的乾牆系統及活動組合隔間外，各種輕量化材料取代傳統紅磚的隔間系統紛紛出現，包括構成方式與傳統工法相近的石膏磚等輕質磚，及施工快速、組裝容易的各類輕質板片系統，這些隔間系統的產生原因主要有四點： 1.重量輕、2.工率高、3.材料品質、4.乾式施工。
        另一方面，由於多數使用者對隔間系統的觀念仍無法擺脫傳統紅磚牆的印象，且質輕板磚又無法滿足釘掛以及無法克服龜裂現象等使用者需求，加上近年來住宅生產總樓地板面積量均可達整體建築工程數量的五成左右，為求更大市場與業績，許多專業廠商朝向實心堅固的隔間系統發展，包括傳統骨架封板牆，其面材使用硬板(矽酸鈣板、石膏板、纖維水泥板等等)數量驟增，同時在中空部份澆置水泥砂漿以追求實心觸感，空心的石膏磚改變成實心的石膏磚，而原本使用數量不高的現場噴凝牆工法，由於完成面質感與傳統磚牆類似，同時實心厚實的觸感廣為業主、客戶喜愛，自民國83年起不僅廠商數量增多且使用量也上升，與白磚同為骨架封板牆之外使用最普遍的隔間系統，但現場噴凝牆幾乎又帶回了濕式工法所有的缺點，是其發展不利之處，進而減少其市場。
        綜觀上述探討，影響隔間系統發展之關鍵因素有以下三點：
        A.政府大力推動防火性及環保觀念之綠建築導入整體營建。
        B.訴求建築物生產過程之合理化，改進傳統工法(磚牆)的缺失。
        C.爭取住宅市場，迎合多數消費者的使用習慣與觀念。
         (2) 隔間系統的適用範圍
        影響隔間系統發展的關鍵因素中，一是訴求建築物生產過程的合理化，乃是針對所有建築物，不因為建築物類型而有所差異；第二個原因則純粹是為了適應住宅與其他類型建築的使用需求差異。
        依據文獻所作調查，民國80~89年隔間系統在各類型建築物的使用個案比例多數以住宅居多，其中又以輕質磚牆與輕鋼架鋼網牆最為明顯，唯一不同的是乾牆系統，即使目前每年住宅均佔整體營建量五成以上，但乾牆系統的使用個案仍以辦公大樓居多。若純粹針對集合住宅隔間系統的使用數量而言，目前傳統的RC牆與紅磚牆的佔有率約佔八成，其它的各類隔間系統的使用數量仍然偏低（如表1所示）。
        由此可知，由於隔間系統本身特性差異，同時不同建築物類型會有不同的使用環境與要求性能，也間接使得同樣的隔間系統在不同類型建築物，會有不同的適用性與普及率。以引進國內20餘年的骨架面板系統為例，目前雖然在辦公大樓、醫院與旅館等類型建築有不錯的普及率，但在學校、住宅類型建築卻遭遇阻力，其主要原因在於一般辦公大樓的使用環境是長時間空調、溫溼度控制，而且隔間變動率高，表面裝潢單純，使用問題較少；但在其他類型建築如集合住宅，不僅建築物機能要求差異程度較大，且受限於隔音、觸感、懸吊荷重與防潮防水等問題，故使用率一直偏低。
3. 法令規章的基本規定
        法令規章對於隔間牆性能的規定，主要是『建築技術規則』的條文規定，其包括隔音、防火與載重三大部份。
         (1) 隔音部份
        我國住宅區環境之噪音污染管制標準，行政院環保署依據噪音管制法之施行細則第10 條第2項，對於一般地區訂有環境音量標準，第12 條規定之一般地區環境音量標準，在都市計畫四種住宅區分別列於第一、二、三類管制區，都市建築密度越高地區，噪音容許度越高，日間噪音最高量，由50dB(A)至65dB(A)，夜間由40dB(A)至55dB(A)，最高及最低相差範圍日夜間都在15dB(A)。
        至於『建築技術規則』(內政部營建署，2007)分界牆及分間牆之隔音規定，係以材料厚度為標準，尚無性能式標準（表2所示），例如，規定磚造、RC牆體之厚度為10公分（設計施工篇第46條），其能達到之隔音效果亦無實驗數據佐證。
        其次，我國建築音響相關CNS標準，可分為建築物及建築材料兩部份，由於建築音響領域之ISO國際標準較CNS標準完備許多，且大部分現有CNS標準之制定時間多超過20年，亟需重新增修訂相關標準，以提升建材之隔音性能，並考量與國際標準接軌（相關國際標準如表3所示），已是不可避免之趨勢，筆者深信此一趨勢是值得政府、營建、產業界等三方需確切檢討重視的一面。
         (2) 防火部份
        『建築技術規則』對於隔間牆防火的要求，主要分成防火時效與表面裝修材耐燃限制等兩方面。由於工法材料不斷改變，技術規則所列舉的防火構造內容已不敷實際使用需求，故新的工法材料為符合防火時效規定，均需另申請中央主管機關(營建署)認可，目前均依「建築新技術新工法、新設備及新材料審核認可申請要點」辦理，由專家學者所組成的防火材料審查委員會審理認可。
        而表面裝修限制會影響隔間牆構成材料的耐燃等級要求，建築技術規則（建築設計施工編第八十八條）將建築物內部表面裝修材料分不燃材料、耐火板及耐燃材料及中國國家準CNS6532將耐燃材料分成耐燃一、二、三級，其為了使彼此用語統一及方便檢測作業進行，內政部以行政命令議定認定標準如下：(內政部84.10.2台(84)內營字第八四八○四三二號函規定)
        A.符合CNS6532耐燃一級視同「不燃材料」。
        B.符合CNS6532耐燃二級視同「耐火板」。
        C.符合CNS6532耐燃三級視同「耐燃材料」。
        因此目前CNS6532可視為建築技術規則所指定之耐燃檢驗標準。
         (A) 『建築技術規則』建築設計施工編第七十條
        防火構造之建築物，其主要構造之柱、梁、承重牆壁、樓地板及屋頂應具有下表規定之防火時效：
         (B) 防火區劃：
        為希望把建築物的火災限制在一定範圍，使其損失程度減到最小，因此利用具防火時效之樓板防火門窗隔成一個防火區劃，其區分如下：
        a.面積區劃：在樓層樓地板面積較大規模者應在一定面積予以區劃，例如：『建築技術規則』建築設計施工編第七十九條之規定，每一千五百平方公尺以具一小時防火時效之防火牆、防火樓板及甲種防火門窗區劃分隔。
        b.垂直區劃：在樓梯、電扶梯、管道間等垂直管道應予區劃。
        c.用途區劃：在建築物內有不同用途時，應予區劃。
         (C) 開口部：
        防火牆需設開口者，應裝設寬度及高度不大於二.五公尺之甲種或乙種防火門窗以及其他防火設備。
         (D) 分界牆或分間牆：
        為了防止火災急速擴大，所定用途之建築物分界牆及分間牆，必須是防火構造或不燃材料。(『建築技術規則』建築設計施工編第八十六條規定)
         (E) 內部裝修限制：
        在火災初期，為了延緩火勢擴散，萬一被波及著火成災，為避免產生濃煙，妨礙逃生安全，因此針對建築物內部裝修予以限制，建築物牆壁、天花板（無天花板則為屋頂）應使用不燃材料、耐火板、耐燃材料。

        (3) 載重規定
        建築構造篇－第10條：固定於建築物構造上之牆壁重量，應列入建築物淨載重計算。
        第21條：活動隔牆，應按每平方一百公斤均佈活載重設計之。
        隔間牆的重量納入建築物淨載重計算，會影響建築物的地震力計算，進而影響建築物的結構設計與耐震性能。

三、隔間系統材之相關性能特性比較

(一) 隔間系統材之組成成分及使用機能
        1. 組成成分
        國內隔間材料隔間系統的發展十分迅速，其分類、種類以及工法材料亦不同；對於相關隔間系統材料組成成分，分述說明如下：
         (1) 替磚牆：膨脹陶土粒＋砂＋水泥＋水，混合後高壓震動擠出。
         (2) 白磚：天然矽砂＋生石灰＋水泥混合經高溫、高壓下製造出來。
         (3) 紅磚：粘土經至800~1000℃高溫，連續約10~20小時而成。
         (4) GRC磚（輕質混凝土磚）：水泥、抗鹼玻璃纖維、珍珠岩礦砂、鉛粉等經鋼模製造。
         (5) 石膏磚：硫酸鈣（生石膏）＋氧化鈣＋三氧化硫＋結晶水，經鋼模高壓燒結而成。
         (6) 普納板：微細砂68%、水泥15%、纖維10%、其它7%。
         (7) 國產水泥板：雲母12%、水泥60%、纖維22%、其它6%。
         (8) ALC板磚：水泥＋矽砂＋發泡劑＋水＋鋼筋網＋石膏。
         (9) 高壓矽酸鈣板：以矽酸質原料、石灰質原料、及補強纖維為主要成分，以高溫高壓養生製成的板材，矽酸鈣20%、水泥50%、纖維15%、其它15%。
        2. 隔間材之使用機能
        一般室內隔間使用機能，由於不同的建築物類型會有不同的使用環境與要求性能，也間接使得同樣的隔間系統在不同類型建築物會有不同的適用性與普及率，本節將隔間使用位置機能、用途與使用材料做一簡單彙整僅供參酌如表6、7、8所示，藉由此隔間系統的使用機能認識，作為隔間的考慮重點優劣判定。


(二) 輕隔間之構成材料
        一般隔間系統的構築方式分成三種系統，如下（表9）說明：
        1. 骨架式隔間系統
        骨架式包含面板、噴塗及灌漿三種系統，其中除了噴塗系統的鋼筋網複合牆之外，其餘各種工法的構成方式均以輕鋼架為隔間牆主體構架，不同的是表面材料與心材的內容或施工方式不同，而鋼筋網複合牆是以點焊鋼絲網為支撐構架，穿插EPS板成為牆板，表面再塗抹水泥砂漿為面材。骨架系統在國內的使用從單純的石膏板乾牆，到各類面板的使用，乃至噴塗系統與骨架面板灌漿，可說是變化最迅速的隔間系統，主要是為了適應台灣的營建環境與使用習慣。
         (1) 骨架式面板系統
        骨架面板牆原本以石膏板為主要的面板材料，後來由於國內施工環境與使用習慣需要，廠商自國外引進各類面板與石膏板搭配使用；骨架面板系統由於構材組合彈性較大，國內廠商所引用的技術資料大致受美、日兩國影響，而有不同的構材內容，主要是間柱、固定螺絲距離與構撐使用的不同。
         (2) 骨架式噴塗系統
        噴塗系統的面材是以水泥砂漿(或石膏漿)以噴漿機噴佈或以人工塗抹而成，目前常用的主要是鋼架鋼網牆與鋼線網複合牆兩種。
         (3) 骨架式灌漿系統
        骨架封板灌漿是國內獨特的施工方式，依循RC牆模板灌漿的原理並擷取乾牆面板平整不必粉刷的優點，同樣以輕鋼架作為隔間牆體支撐骨架，而以各種材質的面板固定於骨架上，於面板上鑽孔最後灌漿施工完成。
        2. 板片式隔間系統
        輕質預製牆板包含均質板及合成板兩種。輕質板基本施工程序相近，具有施工組合簡便的優點，但因單價及技術需求問題，目前使用並不普遍，以下就目前較常用的輕質板牆分別敘述。
         (1) 板片式均質板系統
        目前國內所使用均質板主要有三種，包括用ALC板、中空輕質骨材混凝土板、擠出型中空水泥板三種輕質混凝土板，其中以ALC板與中空輕質骨材混凝土板較為常用。
        A.ALC板：ALC板 (Autoclaved Lightweight Concrete Panel)係由研磨之矽砂與水泥、石灰、水配合發泡劑及添加物反應生成，其製品包含ALC板與ALC磚，二者主要的差異在於ALC板含有網筋且板片尺寸較大。
        B.中空混凝土板：中空混凝土板係以發泡陶土粒為輕質骨材，加上細砂及水泥拌合預鑄製成的中空牆板。
         (2) 板片式合成板系統
        國內隔間系統所使用的合成板以合成水泥板較多，合成水泥板係以兩片纖維水泥板為面板加上各類心材模鑄擠壓製成，近幾年也有業者在生產過程中於心材加鋼板、鋼線網，藉以增加板片強度，如快堅牆、萊特牆等。
        3. 塊砌式隔間系統
        塊砌隔間系統除了傳統紅磚之外，國內常用的輕質磚主要是ALC磚與石膏磚、飛灰水泥磚等三種，輕質磚主要的訴求為取代紅磚、輕便性與施工快速，其中以石膏磚與ALC磚的使用較普遍，對隔間系統發展的影響也較大，這兩種輕質磚除了本身的材質不同外，施工方法極為類似。
        A.ALC磚：“Autoclaved Lightweight Concrete Blocks”，簡稱ALC磚，即高壓蒸氣養護輕質氣泡混凝土磚。其經過高溫高壓蒸汽養護的焠鍊，孕育出ALC磚，ALC磚產品重量只有一般混凝土的五分之一、傳統紅磚的四分之一，可大幅降低結構體的負荷，節省結構的整體成本。
        B.石膏磚：石膏磚是以石膏粉加玻璃纖維經鋼模高壓製成，如AGB(Atlas Gypsum Blocks)快捷磚牆等均是。
        目前國內常見隔間牆隔間系統之分類如表9所示：

四、施工及成本比較

        傳統的磚牆雖然建造成本低，但有許多無法克服的問題，例如龜裂、發霉、白華（壁癌）等等，而且重量大，不利於耐震；而木板隔間又因容易燃燒，所以漸漸地被輕鋼架系列隔間牆所取代；輕質隔間牆普遍具有良好的防火、防潮、防污染、耐撞擊力、耐震性、隔音效果佳、不龜裂、不變形等特性，若隔間變更時，亦可拆卸、重複使用，減少廢棄物。就隔間系統材而言，其種類、分類、施工方式、特性等等有所不同與差異並於上述隔間系統章節已分別說明，本章就各施工方式及成本考量分別作一簡單概述。
(一) 各隔間系統材之施工方式，如下說明：
        1. 骨架面板牆
        放樣→立上下U型槽→H型鋼架豎立→單面牆板組立→水電配管→填充防火心材→單面牆板封板→螺件固定→收尾補強→填縫批土補平→油漆（或貼磁磚、壁紙）。
        2. 輕鋼架鋼網噴凝牆
        (1) 牆體組合：放樣→立上下U型槽→H型鋼架豎立→立門框→填充防火E.P.S →水電配管→封鍍鋅鋼網→螺件固定→收尾補強。
         (2) 灌漿噴漿粉刷：施工前準備→試灌漿調整配比坍度→牆體灌漿→底層整平→養生→面層粉光→工區清理。
        3. 鋼筋網複合牆
        放樣→鐵件安裝→3D牆板裁剪、組立→搭接補強→餘料處理→底層噴漿→凝固期→外層噴漿→整平粉光→廢料清理。
        4. 中空石膏板塊牆
        放樣→填補基礎高度差→門框組立→砌板塊牆→管線挖凹槽、配管 →填補凹槽→油漆(或黏貼磁磚、大理石)。
        5. ALC磚牆
        放樣→攪拌黏著劑及水泥砂漿→門框組立→砌磚牆→油漆粉刷 。
        6. ALC板牆
        放樣→牆板組立→水電配管→填縫及補平。
        7. 合成水泥板牆
        釘U型槽→板牆組立→填縫批土→電管槽開挖及門框組立→油漆（或貼磁磚、壁紙）。
        8. 擠出型中空複合水泥板牆
        放樣→牆板組立→水電配管→填縫及補平。
        9. 預鑄中空混凝土板牆
        放樣→板牆組立→水電配管→填縫及補平。
        10. 石膏複合板牆
        放樣→釘U型槽→板牆組立→填縫處理→電管槽開挖及門框組立→油漆（或貼磁磚、壁紙）。
        由於隔間系統工法、種類繁多，就中高層建築而言，輕隔間系統較傳統工法有較高的施工效率，且價格差異不大，因此若能考慮居室的使用特性需求選用合適的輕隔間系統與做法，目前的內牆系統工法已經足以提供建築的室內隔間需求；再加以中高層建築採用RC牆或磚牆等傳統壁體構法時，將因自重增加而造成主結構體造價的增加，故就整體造價來看，選用傳統壁體並無太大經濟效益，因此就整體成本造價考量應盡量避免採用傳統內牆構法或進行做綜合性評估。
(二) 經濟成本的考量：
        完整的經濟成本考慮應該包括整個建築物的生命週期，包括直接成本與間接成本兩大類，直接成本一般純粹指是隔間牆建造成本;而間接成本的影響因素就相當多，大致可分四部份敘述：
        1. 施工過程的管理成本。
        2. 完工後的操作維修成本，同時應衡量使用年限與整體成本的關係。
        3. 隔間牆的控制量化有助於主結構體成本降低，尤其是針對鋼骨大樓。
        4. 由於國內集合住宅多數採預售交易，隔間牆的品質往往影響交屋的速度，故在考量間接成本時必須考慮交屋時間對利息成本的影響。
        目前中高層建築中最常見之內牆系統以乾式之骨架面板牆、採用輕質漿料灌漿之骨架面板灌漿牆、板片式（ALC 板）內牆三種的應用最多。其與傳統之RC 牆、磚牆之造價與性能用途做一分析比較如表10：

四、結論

        綜觀，依本文隔間系統資料所得，期望透過「隔間系統材料之探討」的概念，並藉此引導隔間系統資訊的整理，進而發揮最大效益及貢獻，也讓營建新工法、新設備及新材料的意義更加成長。在此，提供個人一些意見要點供參酌，如下：
         (一) 目前多數隔間系統型錄資料仍略有不足，包括隔音性能、耐衝擊強度、拆卸分解方式、耐震設計方式、吊掛物品的懸掛方式以及可耐用的時間等都有補充或修正的必要。
         (二) 近期由於整體產業受不景氣影響，許多業者由於產能及銷售不佳，進而紛紛結束行業，對政府大力推動「綠建築之新工法、新設備及新材料」佈上陰影，此是當前政府、業者亟需注意的一面，亦是值得再深入探討的話題。
        (三) 隨著建築業的不景氣，輕隔間各項成本控制與掌握及建材品質的控制，成為目前建商對輕隔間牆的考量，且有偏向單價導向之疑慮。而在完工時只會要求「材料」的「防火、防焰」證明，對於施工時是否按照材料規定的防火標準施工，就不得而知；然而國內對於隔間牆並無明確之檢測方法要求，使得國內隔間產品生產、施工品質檢驗混亂，無法正確的對該項產品做統一之標準，使得市場上的隔間系統產品出現了參差不齊的窘境，是值得再深入探討另一原因。

參考文獻

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